Давление – физическая величина, определяемая отношением величины перпендикулярно приложенной к поверхности силы к единице поверхности.
Разновидности единиц измерения давления
Давление в теплоснабжении, металлургии может выражаться в следующих величинах:
- КГС/см²;
- Атмосфера;
- Паскаль (как правило, используется мегапаскаль, 1МПа=106 Па);
- Бар.
В неточном приближении, соотношение единиц измерения следующее:
1 кгс/см² = 1 атм = 0,1 МПа = 1 бар.
Определения давления
Условное (номинальное) давление — внутреннее неизменное избыточное давление субстанции, выдерживаемое трубопроводами и соединительными элементами на протяжении всего срока службы, при температуре субстанции 20°С. Обозначение Ру применялось до 1986 г, позднее были введены аналоги Р ном либо PN. Все из перечисленных способов обозначения условного (номинального) давления применимы до настоящего времени.
Рабочее давление — наибольшее значение избыточного давления, обеспечивающего установленный режим работы соединительной арматуры, трубопроводов.
Пробное давление – это давление, используемое для тестирования соединительных элементов, трубопровода.
Расчетное давление – это давление, при котором производится расчет на прочность.
Систематизация трубопроводов, в соответствии с показателями давления и температуры
Согласно п. 1.1.3 ПБ 10-573-03, выделяют 4 категории трубопроводов:
Таким образом, теплотрасса, производимая в соответствии с ГОСТ 30732-2006, относится к 4 категории и имеет рабочее давление не более 1,6 МПа.
Гидравлические испытания трубопроводов
Согласно п. 2.11 ГОСТ 10705-80, пробное гидравлическое давление, выдерживаемое электросварными трубами, составляет:
- 6,0 МПа при диаметре
- 3,0 МПа при диаметре ≥102 мм;
- Испытание труб, относящихся к группам А и В согласно п. 2.2 ГОСТ 10705-80, регламентируется ГОСТ 3845-75.
Испытание бесшовных труб по п. 1.9.а ГОСТ 8731-74 производится согласно ГОСТ 3845-75, при этом давление ограничивается 20 МПа. По согласованию с потребителем возможно испытательное давление и выше, чем 20 МПа.
Гидравлическому испытанию в соответствии с пунктом 4.12.1 ПБ 10-573-03 подвергаются трубопроводы всех категорий, а также детали и блоки трубопроводов. Испытания не являются обязательными в случае предварительной 100% проверки при помощи ультразвука, радиографии. Стальные электросварные трубы ГОСТ 10704-91, 10705-80, используемые при производстве труб в ППУ изоляции на основании ГОСТ 30732-2006, в соответствии с приложением 5 таблица 3 ПБ 10-573-03 должны быть с гидроиспытаниями.
Установка системы трубопровода должна оканчиваться обязательными гидравлическими испытаниями. В качестве наименьшего значения пробного давления используется 1,25 рабочего давления в трубопроводе, согласно п. 4.12.3 документа ПБ 10-573-03, но не менее 0,2 МПа. Трубопровод испытывают на протяжении 10 минут и более, температурный диапазон субстанции «плюс» 5°С — «плюс» 40°С.
Номинальное, условное и рабочее давление в трубопроводе. Разница между PN и Ру
Давление входит в пятерку важных параметров при подборе фланцев, устанавливая границу для нормальной работы прибора. Поэтому, необходимо заранее знать, до какого предела рассчитан ваш проект и какое давление сможет выдержать соединение. Разобраться в видах номинального и рабочего давления, проследить зависимость между единицами измерения в МПа и кгс/см², а также разобраться в различиях Ру и PN поможет эта статья.
Давление напрямую зависит от температуры. Ее принято считать в Кельвинах, что сокращенно представляет из себя индекс “К” и градусах Цельсия — °С. При увеличении температуры, увеличивается сила давления внутренней среды на стенки трубопровода. Показатель давления может выражаться в разных единицах. Номинальное давление встречаются в кгс/см², Па, МПа, атм и бар.
Представители фланцевой сферы договорились использовать в качестве единицы измерения давления кгс/см² или МПа.
Таблица 1. Перевод значений давления между разными единицами измерений
| кгс/см² | МПа | бар | Па | атм |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 0,6 | 6 | 600000 | 5.92153962 |
| 10 | 1 | 10 | 1000000 | 9.8692327 |
| 16 | 1,6 | 16 | 1600000 | 15.79077232 |
| 25 | 2,5 | 25 | 2500000 | 24.67308175 |
| 40 | 4 | 40 | 4000000 | 39.4769308 |
| 63 | 6,3 | 63 | 6300000 | 62.17616601 |
| 100 | 10 | 100 | 10000000 | 98.692327 |
| 160 | 16 | 160 | 16000000 | 157.9077232 |
| 250 | 24,5 | 250 | 24500000 | 241.79620115 |
➤ Раньше было Ру, а сейчас PN. Почему?
Более 30 лет в сфере производства фланцев действовала группа ГОСТов 12820-12822, где номинальное давление указывалось с помощью сокращение Ру . На смену пришел новый ГОСТ 33259-15, где было пересмотрено обозначение давления на международный манер — PN (pressure nominal) . Отрасль перестроилась не сразу, до сих пор нередко встречается устаревшее Ру.
➤ Что такое номинальное давление?
Устойчивое определение присутствует в двух нормативных документах: ГОСТ 26349 и отмененном ГОСТ Р 52720.
Наибольшим избыточным рабочим давлением принято считать температуру в 20 градусов. Номинальное давление имеет второе синонимичное выражение — условное давление, поэтому эти два термина являются единым целым. Если линия рассчитана на PN 25, это можно расшифровать, что предел давления рассчитан на эксплуатацию до 25 кгс/см² или 2,5 МПа. К примеру, если вы определили, что давление рабочего участка равно 13 кгс/см², то вам предстоит округлить в большую сторону и выбрать зафиксированное расчетное давление PN 16. Допустимые показатели PN зафиксированы в ГОСТ 26349.
Таблица 2. Значения и обозначения номинальных давлений согласно ГОСТ 26349.
| Обозначение номинального давления | Значение номинального давления, МПа (кгс/см²) |
|---|---|
| PN 0,1 | 0,01 (0,1) |
| PN 0,16 | 0,016 (0,16) |
| PN 0,25 | 0,025 (0,25) |
| PN 0,4 | 0,040 (0,40) |
| PN 0,63 | 0,063 (0,63) |
| PN 1 | 0,1 (1,0) |
| PN 1,6 | 0,16 (1,6) |
| PN 2,5 | 0,25 (2,5) |
| PN 4 | 0,4 (4,0) |
| PN 6,3 | 0,63 (6,3) |
| PN 10 | 1,0 (10,0) |
| PN 16 | 1,6 (16,0) |
| PN 25 | 2,5 (25,0) |
| PN 40 | 4,0 (40,0) |
| PN 63 | 6,3 (63,0) |
| PN 80 | 8,0 (80,0) |
| PN 100 | 10,0 (100,0) |
| PN 125 | 12,5 (125,0) |
| PN 160 | 16,0 (160,0) |
| PN 200 | 20,0 (200,0) |
| PN 250 | 25,0 (250,0) |
| PN 320 | 32,0 (320,0) |
| PN 400 | 40,0 (400,0) |
| PN 500 | 50,0 (500,0) |
| PN 630 | 63,0 (630,0) |
| PN 800 | 80,0 (800,0) |
| PN 1000 | 100,0 (1000,0) |
Выявленное числовое значение PN, принятое для характеристики труб, фланцев и присоединительных деталей трубопровода относительно внутреннего давления, может быть выдержано при отсутствии внешних нагрузок. На выносливость влияют температура окружающей среды, тип материала трубы и прогнозируемые сроки эксплуатации. Иными словами, PN — это давление, которое элемент способен выдержать в процессе эксплуатации без учета экстремальных внешних факторов и нагрузок.
➤ Что такое рабочее давление?
Важное значение. Рабочее давление фиксирует избыточное давление при котором возможно бесперебойная работа всей линии в условиях заданной температуры с учетом толщины стенки и выбранной маркой стали при условии стабильного протекания рабочего процесса. Рабочее давление отражает нормальные и безопасные условия эксплуатации системы.
Максимально допустимое рабочее давление рассчитывается с некоторым превышением допуска, позволяя иметь запас прочности. Учитываются не только силы, вызванные внутренним давлением, но и многочисленные другие, иногда случайные нагрузки на трубопроводы во время монтажа и эксплуатации. Если труба оснащена двумя типами сборки, по одной на каждом конце (например КОФ и тройник), выберите самые низкие значения.
➤ Диапазон давлений для фланцев
Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Плоские приварные фланцы типа 01 и 02 выдерживают давление до 25 кгс/см², а предел воротниковых фланцев типов 11 и 21 рассчитаны до 200 кгс/см².
| Тип 01 | Тип 02 | Тип 03 | Тип 04 | Тип 11 | Тип 21 (сталь) | Тип 21 (из серого чугуна) | Тип 21 (из ковкого чугуна) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-25 кгс/см² | 1-25 кгс/см² | 2,5-25 кгс/см² | 2,5-25 кгс/см² | 1-250 кгс/см² | 1-250 кгс/см² | 1-16 кгс/см² | 6-40 кгс/см² |
Технический сериал о деталях трубопровода
➤ Полезное чтение:
- Номинальный и условный диаметр, условный проход. Расшифровка понятий Ду и DN
- Типы фланцев: плоские, воротниковые, свободные
- Виды уплотнительных материалов (прокладок) для КОФ
- Соотношение давления и диаметра: мм и дюймы, МПа и классы
Чтобы заказать детали трубопровода или фланцы, направьте запрос по электронной почте или позвоните менеджерам отдела продаж.
➥ 8 (499) 673-38-38 Москва ➥ 8 (343) 384-38-38 Екатеринбург ➥ 8 (812) 328-38-38 Санкт-Петербург ➥ 8 (800) 555-38-83 Бесплатно по РФ
➤ Вам могут понадобиться:
Единицы измерения давления
Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст.
Для того, чтобы перевести давление в единицах:
Следует умножить на:
Па (Н/м 2 ) — единица давления СИ
фунтов на кв. фут / pound square feet (psf)
фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi)
Дюймов рт.ст. / inches Hg
Дюймов в.ст. / inches H2O
Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст
Для того, чтобы перевести давление в единицах:
фунтов на кв. фут / pound square feet (psf)
фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi)
Дюймов рт.ст. / inches Hg
Дюймов в.ст. / inches H2O
Следует умножить на:
Па (Н/м 2 ) — единица давления СИ
фунтов на кв. фут / pound square feet (psf)
фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi)
Дюймов рт.ст. / inches Hg
Дюймов в.ст. / inches H2O
Подробный список единиц давления:
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000102 Атмосфера "метрическая" / Atmosphere (metric)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000099 Атмосфера стандартная Atmosphere (standard) = Standard atmosphere
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.00001 Бар / Bar
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 Барад / Barad
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0007501 Сантиметров рт. ст. (0 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0101974 Сантиметров во. ст. (4 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 Дин/квадратный сантиметр
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0003346 Футов водяного столба / Foot of water (4 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -9 Гигапаскалей
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.01 Гектопаскалей
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0002953 Дюмов рт.ст. / Inch of mercury (0 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0002961 Дюймов рт. ст. / Inch of mercury (15.56 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0040186 Дюмов в.ст. / Inch of water (15.56 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0040147 Дюмов в.ст. / Inch of water (4 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000102 кгс/см 2 / Kilogram force/centimetre 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0010197 кгс/дм 2 / Kilogram force/decimetre 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.101972 кгс/м 2 / Kilogram force/meter 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 кгс/мм 2 / Kilogram force/millimeter 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -3 кПа
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 Килофунтов силы/ квадратный дюйм / Kilopound force/square inch
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -6 МПа
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.000102 Метров в.ст. / Meter of water (4 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 Микробар / Microbar (barye, barrie)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 7.50062 Микронов рт.ст. / Micron of mercury (millitorr)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.01 Милибар / Millibar
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0075006 Миллиметров рт.ст / Millimeter of mercury (0 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.10207 Миллиметров в.ст. / Millimeter of water (15.56 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.10197 Миллиметров в.ст. / Millimeter of water (4 °C)
- 1 Па (Н/м 2 ) =7.5006 Миллиторр / Millitorr
- 1 Па (Н/м 2 ) = 1Н/м 2 / Newton/square meter
- 1 Па (Н/м 2 ) = 32.1507 Повседневных унций / кв. дюйм / Ounce force (avdp)/square inch
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0208854 Фунтов силы на кв. фут / Pound force/square foot
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.000145 Фунтов силы на кв. дюйм / Pound force/square inch
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.671969 Паундалов на кв. фут / Poundal/square foot
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0046665 Паундалов на кв. дюйм / Poundal/square inch
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000093 Длинных тонн на кв. фут / Ton (long)/foot 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 Длинных тонн на кв. дюйм / Ton (long)/inch 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0000104 Коротких тонн на кв. фут / Ton (short)/foot 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 10 -7 Тонн на кв. дюйм / Ton/inch 2
- 1 Па (Н/м 2 ) = 0.0075006 Торр / Torr